發(fā)射場配氣系統自動化設計與研究.pdf

1、發(fā)射場配氣系統為運載火箭和衛(wèi)星測試、加注、發(fā)射提供壓縮空氣、高純氮氣和高純氦氣，是發(fā)射場地面勤務系統的重要組成部分。目前發(fā)射場配氣系統采用手動控制方式，這種方式雖然簡單易實現，但由于沒有自動記錄設備的運行狀態(tài)和數據，不利于故障的定位和排除，也不利于提高發(fā)射控制的可靠性和安全性。實現發(fā)射場配氣系統的自動控制和集中監(jiān)控，不僅可以解決目前手動控制存在的各種問題和弊端，而且項目的研究實施可以移植、擴展到低壓配電、擺桿、平臺、空調等地面勤務系統設

2、備的監(jiān)控上，并最終成為地面設備集中監(jiān)控和遠距離測試發(fā)射的一部分。 本文在分析了發(fā)射場配氣系統的現狀和存在的問題的基礎上，提出了系統設計中的主要總體技術要求、參數，分析了系統應實現的主要控制功能，然后分別對空氣、氮氣和氦氣系統的控制點進行了統計，并給出了有關的電路圖和氣路圖。隨后分別介紹了可編程控制器的定義、功能和特點，以及選擇可編程控制器時應考慮的主要因素，介紹了現場總線(PROFIBUS)的概況和技術概要，介紹了傳感器和執(zhí)行器

3、用串行總線AS-i的概況。 本文在介紹了所選擇器件情況基礎上，設計了基于SIEMENSS7300PLC為前端控制中心，利用PROFIBUS總線接分布式智能I/OET200M系統，壓力傳感器現場顯示，截止閥加電動執(zhí)行器實現配氣的方案。在氣瓶庫的壓力采樣和控制上，考慮到氣瓶分布范圍較大，不便于并行布線，采用AS-i接口實現串行連接，并把它作為PROFIBUS的子網。遠程控制微機通過專用通訊卡用光纖與PLC連接，可以滿足發(fā)射場遠控的要

4、求。 本文在概述了可靠性和可靠性工程的定義、元件及系統可靠性分析基本方法的基礎上，對尾端配氣臺進行了手動控制和自動控制下的可靠性分析和計算，證明了自動化改造確實可以提高系統的可靠性。在分析計算結果后，還可以得到提高現有配氣系統可靠性的有效方法：在關鍵的輸出點采用并聯輸出閥，而在其它位置則盡可能減少截止閥用量，降低系統的復雜性，從而達到提高系統可靠性的目的。這也從理論上證明了現在手動控制時過多地采用并聯氣瓶和開關的做法是不科學的。